從「星震」看銀河系前世:已誕生100億年,與宇宙年齡相當

2020-08-28 哈勃觀察

星震學是通過測量恆星外部的亮度變化來分析恆星內部的,而克卜勒太空望遠鏡具有高靈敏性,對亮度的變化十分敏感。

在天文學中,關於銀河系星盤中的恆星分布年齡數據一直與模型不符,但是天文學家並不清楚是哪裡出現了差錯。在得到由克卜勒望遠鏡(現已退休)提供的恆星地震觀測數據後,研究人員開始對這份觀測數據進行研究和分析。在大量的研究計算之後,研究人員得出厚星盤具有100億年歷史的結論,而這也終於讓天文學家找出星盤恆星年齡分布與模型不符的原因。


圖註:38位科學家團隊研究結果顯示:使用了現已失效的克卜勒探測器數據,計算出銀河系盤面的恆星壽命大約為100億年

和大部分旋渦星系相似,銀河系也具有兩個圓盤狀結構(一厚一薄),雖然銀河系中的恆星只有20%位於厚圓盤中,但考慮到厚圓盤的垂直蓬鬆以及恆星的組成成分,研究人員認為厚圓盤中的恆星會比較古老。因此為了確認恆星的年齡,研究人員採用了星體地震學方式來研究它們的年齡,在恆星發生地震時,內部產生的聲波會造成振蕩,而星體地震學就是通過測量振蕩來分析恆星的內部結構。

但這並不意味著研究人員能夠真正聽到恆星地震產生的震蕩,恆星在地震時產生的震蕩是很細微的。星體地震學是通過測量恆星外部的亮度變化來分析恆星內部的,而克卜勒太空望遠鏡具有高靈敏性,對亮度的變化十分敏感。在2009年克卜勒太空望遠鏡發射後,四年的觀測數據都顯示出:厚圓盤中的恆星的年齡比模型預計的還要年輕。所以在模型和數據中,是哪一個出現了問題?


圖註:銀河系黑洞在其中也扮演了重要作用,比如黑洞的存在可能讓恆星壽命縮短,因為黑洞製造的離子風暴可摧毀氣體雲

圖註:銀河系中的超新星爆發頻率也開始降低

但就在2013年,克卜勒太空望遠鏡發生了故障,使得美國宇航局不得不調整它的程序設定,在更改程序設定之後,克卜勒太空望遠鏡用來執行K2任務,該任務是一次性對天空中的不同部分,進行長達80天的觀測。許多大學和研究機構,都對K2任務提供的觀測數據進行了研究和分析。根據最新的光譜分析數據,研究人員發現問題出在模型身上,模型中厚圓盤的恆星化學成分是不對的。而在調整了這個差錯之後,由模型預測的恆星年齡與星體地震學中的數據是相同的。


圖註:這是我們銀河系的想像圖

從這個結論中可以得出,星體地震學對恆星年齡的研究分析能力是毋庸置疑的。接下來,研究人員會對K2任務提供的數據進行更多的研究分析,而美國宇航局的TESS(凌日系外行星勘測衛星)任務,也會給研究人員的恆星年齡研究提供更多的觀測數據。通過這些數據,研究人員或許可以找出銀河系是如何以及何時形成的歷史。

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  • 最新研究:銀河系核球或誕生於100億年前
    NASA  我們所在銀河系的形狀就像兩個煎蛋背靠背粘在一起星盤中心有一個隆起的區域叫核球,這是無數漩渦星系的一個共同特徵,天文學家一直在研究銀河系中心核球是何時以及如何形成的。  10月27日,據國外媒體報導,一項最新的研究發現,在我們所在星系中央隆起處,多數恆星形成於100億多年前的一次恆星誕生爆發期。該研究結果已發表在《皇家天文學會月刊》上。
  • 最新研究:銀河系核球或誕生於100億年前
    NASA我們所在銀河系的形狀就像兩個煎蛋背靠背粘在一起。星盤中心有一個隆起的區域叫核球,這是無數漩渦星系的一個共同特徵,天文學家一直在研究銀河系中心核球是何時以及如何形成的。10月27日,據國外媒體報導,一項最新的研究發現,在我們所在星系中央隆起處,多數恆星形成於100億多年前的一次恆星誕生爆發期。該研究結果已發表在《皇家天文學會月刊》上。研究人員對數百萬顆恆星進行調查發現,銀河系中心的大多數恆星是在100多億年前銀河系內充滿氣體時形成的,這個過程可能是由原始物質的簡單積累所觸發,或者更戲劇性的,也許是與另一個年輕的星系合併而成。
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    通過現代技術測量,人類發現地球直徑12000公裡,周長40000公裡,地表面積5.1億平方公裡,其中陸地面積1.5億平方公裡,佔21%,海洋面積3.6億平方公裡,人類不僅測量過地球的大小,我們還知道太陽系的大小是2光年(包括奧爾特星雲),銀河系的直徑是10萬光年,銀河系至少有1000億恆星。
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    這個點以一種超越我們理解能力的方式存在著,在137億年前,不知道是什麼打破了平衡,它爆炸了。一瞬間、物質、空間、時間迸發而出,宇宙由此誕生。誕生之初的宇宙一片熾熱,物質只能以基本形態存在其中,中子、電子、光子等等物質的基本形態是宇宙中的主角。
  • 3分鐘看完138億年宇宙簡史,2分鐘了解下宇宙末日!
    現代天文學認為宇宙誕生於138.2億年前的一場大爆炸,這已經從多方的觀測證明了這一點。但對於這場大爆炸發生的詳細過程和宇宙的未來發展也許並不十分清楚,本文就用5分鐘的時間,將從宇宙大爆炸到現在以及未來做個簡單的描述,讓大家容易理解!
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    月痕星裂,講述的是宇宙間一種罕見的現象——星震。什麼是星震呢?星震顧名思義就是星星顫抖,震動,而且這種抖動會使發生源中數光年以內的物質撕裂粉碎,如果地球在數光年之內有這種恐怖的星體,人類將難逃厄運。這種現象只多產生於宇宙間的中子星。